A continuación se detalla una lista de los conceptos básicos más importantes, en relación a los principales movimientos de la Tierra y algunos fenómenos asociados a éstos.
1. Rotación y traslación
Rotación: Es el movimiento que realiza la Tierra girando sobre su propio eje. Tarda 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en completar una vuelta (día sidéreo). Su eje presenta una inclinación de 23° (o 23° 44′) respecto a la eclíptica. Esta inclinación es la causa directa de las estaciones del año y de los largos periodos de luz o penumbra en los polos.
Traslación: Es el movimiento orbital que realiza la Tierra alrededor del Sol debido a la atracción gravitacional. Tarda 365 días, 5 horas y 49 minutos (365,2522 días) en completar una órbita (año tropical). En su trayectoria elíptica de 930 millones de km, la Tierra se desplaza a una velocidad media de 106.000 km/h (29,5 km/s a una distancia promedio de 150 millones de kilómetros del Sol.
2. Estaciones anuales (Solsticios y Equinoccios)
La combinación de la traslación con la inclinación del eje terrestre (23,5°) provoca que la radiación solar incida con diferente ángulo e intensidad a lo largo del año en cada hemisferio, dando origen a las estaciones. Si el eje de la Tierra fuera perpendicular, no existirían estaciones.
Equinoccios (del latín aequinoctium, «noche igual»): Ocurren cuando los rayos solares inciden de manera perpendicular sobre el ecuador terrestre. En estos momentos, el día y la noche tienen la misma duración en todo el planeta.
~21 de marzo: Equinoccio de primavera en el hemisferio norte / otoño en el sur.
~21 de septiembre: Equinoccio de otoño en el hemisferio norte / primavera en el sur.
Solsticios (del latín solstitium, «sol quieto»): Ocurren cuando el Sol alcanza su máxima declinación norte o sur respecto al ecuador celeste, llegando al cenit en los trópicos al mediodía. En estas latitudes, por instantes, los objetos verticales no proyectan sombra.
~21 de junio: Solsticio de verano en el hemisferio norte (cenit en el Trópico de Cáncer) / invierno en el sur.
~21 de diciembre: Solsticio de invierno en el hemisferio norte / verano en el sur (cenit en el Trópico de Capricornio, como ocurre por ejemplo en la ciudad de Antofagasta, Chile).
Observación visual: La trayectoria aparente del Sol sobre el horizonte varía según la época del año: alcanza su punto más alto en el solsticio de verano, un punto intermedio en los equinoccios y su posición más baja en el solsticio de invierno.
3. Precesión y Nutación
Precesión: Es un movimiento de «bamboleo» o «cabeceo» del eje de rotación terrestre, semejante al giro de un trompo al perder velocidad. Describe un cono completo en la esfera celeste cada 25.800 años (precesión de los equinoccios), causado por la atracción gravitacional combinada del Sol, la Luna y los planetas. Este movimiento cambia paulatinamente la estrella polar vigente y la posición aparente de las constelaciones zodiacales.
Nutación (del latín nutare, «oscilar o cabecear»): Es una pequeña oscilación periódica que se superpone al movimiento de precesión. Es causada por la fuerza gravitacional cambiante de la Luna y hace que el polo terrestre trace un leve «bucle» cada 18,6 años (con una amplitud de unos 9» de arco).
